[发明专利]一种3D打印改性聚乳酸材料及其制备方法

权利要求书

1.一种3D打印改性聚乳酸材料，其特征在于一种用于3D打印的改性聚乳酸材料，其材料料重量份组成如下：

聚乳酸               70-85份，

扩链剂                 1-5份，

交联剂                 1-5份，

成核剂               0.5-1份，

低分子量聚合物        5-10份，

增韧剂                5-10份，

补强剂                 1-5份，

抗氧剂             0.3-0.8份，

其中所述的聚乳酸为分子量大于10万的聚乳酸；所述的扩链剂为多甲基二异氰酸酯、二丁醇二异氰酸酯、己二醇二异氰酸酯中的一种；所述的交联剂为多烃基丙烯酸酯、多烃基三异丁烯酸酯中的一种；所述的成核剂为蒙脱土、滑石粉中的一种；所述的低分子量聚合物为低聚合度的聚乳酸、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯中的一种；所述的增韧剂为可降解的聚己二酸-丁二醇酯、聚丁二酸-丁二醇酯、聚(已二酸-丁二酸)丁二醇共聚酯中的一种，优选聚(已二酸-丁二酸)丁二醇共聚酯；所述的补强剂为纳米二氧化硅、纳米碳酸钙中的一种，优选纳米二氧化硅；所述的抗氧剂为复合抗氧剂，复合抗氧剂由主抗氧剂300和辅助抗氧剂168组成。

2.根据权利要求1中所述的一种3D打印改性聚乳酸材料，其特征在于所述的聚乳酸为分子量大于10万的左旋聚乳酸( l- PLA)、 右旋聚乳酸( d - PLA )聚乳酸、左旋乳酸与右旋乳酸的共聚物中的一种或多种。

3.根据权利要求1中所述的一种3D打印改性聚乳酸材料，其特征在于所述的成核剂为细度不小于5000目的蒙脱土和滑石粉。

4.根据权利要求1中所述的一种3D打印改性聚乳酸材料，其特征在于所述的低分子量聚合物为聚合度为20-100的聚乳酸、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯中的一种。

5.根据权利要求1中所述的一种3D打印改性聚乳酸材料，其特征在于所述的复合抗氧剂组成优选的主抗氧剂300和辅抗氧剂168的重量组成比例为1:3，复合抗氧剂的添加量为混合物总重量的0.6%。

6.根据权利要求1所述一种3D打印改性聚乳酸材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤如下：

1) 将70-85重量份的聚乳酸、1-5份的扩链剂、1-5份的交联剂、0.5-1份的成核剂、5-10份的低分子量聚合物、1-5份补强剂、0.3-0.8份抗氧剂加入到低温行星式球磨机中，在-15至-10摄氏度的温度，300-350r/min的转速条件下充分混合研磨反应1-2h后出料；

2）将步骤1）中得到的混合料与5-10份的增韧剂用单螺杆挤出机混合挤出造粒，物料在挤出机中的时间不超过3分钟，单螺杆挤出机螺杆直径为75mm，长径比为20：1，挤出机温度依次设定为：170-180℃，175-185℃，185-195℃，190-200℃，185-190℃，模头温度205-215℃；

3) 将步骤2) 中所造粒子用烘干箱在50℃的温度下干燥2-3小时后用单螺杆挤出机挤出加工成直径为1.75mm、3mm的细丝，直径误差在5%以内，单螺杆挤出机螺杆直径为75mm，长径比为20：1，挤出机温度依次设定为：185-195℃，190-200℃，195-205℃，200-210℃，195-205℃，模头温度215-225℃。

7.根据权利要求6中所述的制备一种3D打印改性聚乳酸材料方法，其特征在于加工拉丝时采用分段冷却的方法，冷却温度依次设定为120℃、100℃、80℃、60℃、40℃、20℃。